직류전동기의 기동, 제동 및 속도제어

전기기사 필기 2010년 2회 46번

Q문제

직류분권 전동기의 정격전압

200 [V]

, 전부하 전기자 전류

50 [A]

, 전기자 저항

0.3 [Ω]

이다. 이 전동기의 기동전류를 전부하 전류의

1.7

배로 하기 위한 기동 저항값은?

유사 문제 링크

선택지 분석

약

4 [Ω]

기동전류를 전부하 전류와 동일하게(1배) 가정하여 계산할 경우 약 3.7[Ω]이 되어 도출되는 오답입니다.

약

3 [Ω]

기동전류 제한 배수나 역기전력 조건을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

약

2 [Ω]

기동 저항값은 약

2 [Ω]

입니다.

•

Step 1: 기동 시 역기전력과 기동전류의 관계를 확인합니다. 기동 시에는 회전속도가 0이므로 역기전력

E = 0

입니다. 따라서 기동전류

I_{s} = \frac{V}{R _{a} + R _{s}}

가 됩니다.

•

Step 2: 목표 기동전류를 계산합니다. 기동전류를 전부하 전류의 1.7배로 제한해야 하므로,

I_{s} = 1.7 \times 50 = 85 [A]

입니다.

•

Step 3: 기동 저항값을 계산합니다.

85 = \frac{200}{0.3 + R _{s}}

식을 정리하면

0.3 + R_{s} = \frac{200}{85} \approx 2.35 [Ω]

이므로,

R_{s} = 2.35 - 0.3 = 2.05 [Ω]

입니다. 따라서 약

2 [Ω]

이 정답입니다.

약

1 [Ω]

기동전류를 과도하게 높게 설정하거나 계산 과정에서 산술적 오류를 범해 도출된 오답입니다.

직류전동기에서 기동 저항기를 사용하는 이유는 무엇인가요?

기동 시에는 회전자가 정지해 있어 역기전력이 0이므로, 정격전압을 그대로 인가하면 전기자 권선에 매우 큰 기동전류가 흘러 소손될 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 기동 저항을 직렬로 연결하여 기동전류를 안전한 수준으로 제한합니다.

기동이 완료된 후 기동 저항은 어떻게 되나요?

전동기의 속도가 상승함에 따라 역기전력이 발생하여 전기자 전류가 자연스럽게 감소하므로, 기동 저항은 서서히 감소시켜 최종적으로 회로에서 완전히 분리합니다.